一种舰船水压场模拟发生装置和模拟试验方法

本发明涉及舰船水压场，特别涉及一种舰船水压场模拟发生装置和模拟试验方法。

背景技术：

1、舰船航行于水中时,将使流场的速度分布和压强分布发生变化,这种由于舰船运动引起的流场和水底的压强变化称为舰船水压场。舰船水压场是随着舰船一起运动的,该信息可以被水压水雷上的水压引信感知和利用。水压水雷是利用舰船航行通过水雷附近时水中压强的变化来引爆的水雷。水压水雷顶部装有一个具有橡皮膜的压强变化敏感装置。当水压水雷布设于水中一定深度时,橡皮膜被水中的静压强压缩,水压开关是断开的。而当舰船舯部通过水雷上方时,水的压强降低,橡皮膜膨胀,带动水压开关动作，从而接通电路,在达到设定的时间后,将水雷引爆。

2、针对水压水雷的特性，作为应对需要进行舰船的水压场研究，通过对舰船航行过程中水压场的分析和模拟，在经过雷区时提前进行水压场的生成，从而实现水压水雷的诱导爆炸，实现扫雷排雷。

3、现有针对现有的舰船水压场的研究，为了保证实验数据的准确性，通常采用试验船体在水上进行航行来进行数据的收集，试验周期长，资源消耗大，且在实际水体中受到环境因素的影响较大，限制颇多且收集的数据准确性难以保证。

技术实现思路

1、本发明实施例提供了一种舰船水压场模拟发生装置和模拟试验方法。能够解决现有技术中对于舰船水压场试验研究中存在周期长、消耗大和受环境因素影响的技术问题，提高数据收集准确性。所述技术方案如下：

2、第一方面，本发明实施例提供了一种舰船水压场模拟发生装置，包括：船体，所述船体的尾部设置有推进器；

3、压力缓降面发生系统，用于在水体中形成强迫涡，包括第一电机、转动导轨和两根缓降发生连杆，所述第一电机设置于所述船体底部，且输出轴与设置于所述船体外部的所述转动导轨中部连接，所述两根缓降发生连杆垂直安装于所述转动导轨两端，所述压力缓降面发生系统至少设置有两组，且沿所述船体的延伸方向间隔布置；

4、压力漏斗发生系统，用于在水体中形成自由涡，包括第二电机、磁力棒和降压漏斗发生叶片，所述第二电机设置于所述船体底部，所述磁力棒可转动地设置于所述船体外部且与所述第二电机传动连接，所述降压漏斗发生叶片设置于所述磁力棒上；

5、控制系统，设置于所述船体内部且与所述压力缓降面发生系统和压力漏斗发生系统通信连接。

6、可选地，所述转动导轨上设置有两个移动滑块，所述两根缓降发生连杆分别连接于所述两个移动滑块上，所述两个移动滑块被配置为间距可调。

7、可选地，所述转动导轨上设置有双向螺杆、转向电机和转向器，所述双向螺杆沿所述转动导轨的长度方向布置，所述转向电机通过转向器与所述双向螺杆传动连接，所述两个移动滑块分别穿设于所述双向螺杆的两个反向螺纹端。

8、可选地，所述转动导轨上设置有自由涡发生箱，所述第二电机固定安装于所述自由涡发生箱内部，所述磁力棒可转动地安装于所述自由涡发生箱外部且与所述第一电机的输出轴同轴布置。

9、可选地，所述自由涡发生箱上设置有稳压筒槽，所述磁力棒和所述降压漏斗发生叶片设置于所述稳压筒槽内。

10、可选地，所述第二电机的输出轴上连接有托盘，所述托盘上沿中心对称设置有两个与所述磁力棒相匹配的磁力块。

11、可选地，还包括多个增压发生装置，所述增压发生装置包括第三电机和升压发生器叶片，所述第三电机设置于所述船体内部，所述升压发生器叶片设置于所述第三电机伸出至所述船体外部的输出轴上，多个增压发生装置间隔设置于所述船体的顶部和底部。

12、可选地，所述船体上设置有与所述增压发生装置相匹配的导压筒，所述第三电机伸出至所述船体外部的输出轴和所述升压发生器叶片设置于所述导压筒内，所述导压筒靠近所述船体的一段侧壁上开设有补液孔。

13、可选地，所述船体上设置有多个水压传导孔，所述水压传导孔连通所述船体的顶部和底部，所述多个水压传导孔沿所述船体的延伸方向间隔布置。

14、第二方面，本发明实施例提供了一种模拟试验方法，基于前述第一方面所述的舰船水压场模拟发生装置实现，包括：

15、将所述船体放置于试验水体中，使所述压力缓降面发生系统和所述压力漏斗发生系统均位于水下；

16、通过控制系统对间隔设置的所述压力缓降面发生系统进行控制，通过所述第一电机驱动所述转动导轨转动，以带动两根缓降发生连杆在水体中转动，在所述船体的船艏和船艉位置下方形成两个强迫涡；

17、通过控制系统对所述压力漏斗发生系统进行控制，通过所述第二电机驱动所述磁力棒转动，以带动降压漏斗发生叶片在水中转动，在所述船体的船艏和船艉位置之间形成若干个自由涡；

18、对所述船体下方形成的所述强迫涡和所述自由涡的三维压力分布进行观测，得到模拟形成的水压场通过特性曲线带的水压场空间分布曲线。

19、本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：

20、采用本发明实施例所提供的舰船水压场模拟发生装置，其通过船体对航行舰船或者潜艇进行模拟，结合舰船或者潜艇在航行时下方的三维压力场分布，通过在船体底部对应位置布置压力缓降面发生系统和压力漏斗发生系统，在船体放置于试验水体中后在水下通过控制系统分别驱动进行工作产生强迫涡和自由涡，可在水体中稳定形成一个模拟舰船或者潜艇运行过程中的水压场通过特性曲线带，通过在水体中设置对应的传感器对船体下方形成的强迫涡和自由涡的三维压力分布进行观测，即可得到模拟形成的水压场通过特性曲线带的水压场空间分布曲线。通过对该水压场空间分布曲线的数据进行收集和分析，结合水压水雷传感器进行响应试验。在实验室中即可模拟试验场并获取数据，无需进行高成本的实际海试试验，解决现有技术中对于舰船水压场试验研究中存在周期长、消耗大和受环境因素影响的技术问题，提高数据收集准确性。

技术特征：

1.一种舰船水压场模拟发生装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的舰船水压场模拟发生装置，其特征在于，所述转动导轨（22）上设置有两个移动滑块（221），所述两根缓降发生连杆（23）分别连接于所述两个移动滑块（221）上，所述两个移动滑块（221）被配置为间距可调。

3.根据权利要求2所述的舰船水压场模拟发生装置，其特征在于，所述转动导轨（22）上设置有双向螺杆（222）、转向电机（223）和转向器（224），所述双向螺杆（222）沿所述转动导轨（22）的长度方向布置，所述转向电机（223）通过转向器（224）与所述双向螺杆（222）传动连接，所述两个移动滑块（221）分别穿设于所述双向螺杆（222）的两个反向螺纹端。

4.根据权利要求2所述的舰船水压场模拟发生装置，其特征在于，所述转动导轨（22）上设置有自由涡发生箱（24），所述第二电机（31）固定安装于所述自由涡发生箱（24）内部，所述磁力棒（32）可转动地安装于所述自由涡发生箱（24）外部且与所述第一电机（21）的输出轴同轴布置。

5.根据权利要求4所述的舰船水压场模拟发生装置，其特征在于，所述自由涡发生箱（24）上设置有稳压筒槽（241），所述磁力棒（32）和所述降压漏斗发生叶片（33）设置于所述稳压筒槽（241）内。

6.根据权利要求4所述的舰船水压场模拟发生装置，其特征在于，所述第二电机（31）的输出轴上连接有托盘（311），所述托盘（311）上沿中心对称设置有两个与所述磁力棒（32）相匹配的磁力块（312）。

7.根据权利要求1至6任一项所述的舰船水压场模拟发生装置，其特征在于，还包括多个增压发生装置（5），所述增压发生装置（5）包括第三电机（51）和升压发生器叶片（52），所述第三电机（51）设置于所述船体（1）内部，所述升压发生器叶片（52）设置于所述第三电机（51）伸出至所述船体（1）外部的输出轴上，多个增压发生装置（5）间隔设置于所述船体（1）的顶部和底部。

8.根据权利要求7所述的舰船水压场模拟发生装置，其特征在于，所述船体（1）上设置有与所述增压发生装置（5）相匹配的导压筒（11），所述第三电机（51）伸出至所述船体（1）外部的输出轴和所述升压发生器叶片（52）设置于所述导压筒（11）内，所述导压筒（11）靠近所述船体（1）的一段侧壁上开设有补液孔（111）。

9.根据权利要求1至6任一项所述的舰船水压场模拟发生装置，其特征在于，所述船体（1）上设置有多个水压传导孔（12），所述水压传导孔（12）连通所述船体（1）的顶部和底部，所述多个水压传导孔（12）沿所述船体（1）的延伸方向间隔布置。

10.一种模拟试验方法，基于如权利要求1至6任一项所述的舰船水压场模拟发生装置实现，其特征在于，包括：

技术总结
本发明提供了一种舰船水压场模拟发生装置和模拟试验方法，属于舰船水压场技术领域。该装置包括船体、压力缓降面发生系统、压力漏斗发生系统和控制系统。其中船体的尾部设置有推进器；压力缓降面发生系统用于在水体中形成强迫涡，包括第一电机、转动导轨和两根缓降发生连杆。压力漏斗发生系统用于在水体中形成自由涡，包括第二电机、磁力棒和降压漏斗发生叶片控制系统设置于船体内部且与压力缓降面发生系统和压力漏斗发生系统通信连接。能够解决现有技术中对于舰船水压场试验研究中存在周期长、消耗大和受环境因素影响的技术问题，提高数据收集准确性。

技术研发人员：孟庆昌,贲月,邓辉,易文彬,王冲,张志宏,夏维学,徐秉睿
受保护的技术使用者：中国人民解放军海军工程大学
技术研发日：
技术公布日：2024/6/26